[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP4218251B2 - 還元剤供給装置 - Google Patents

還元剤供給装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4218251B2
JP4218251B2 JP2002079756A JP2002079756A JP4218251B2 JP 4218251 B2 JP4218251 B2 JP 4218251B2 JP 2002079756 A JP2002079756 A JP 2002079756A JP 2002079756 A JP2002079756 A JP 2002079756A JP 4218251 B2 JP4218251 B2 JP 4218251B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
injection nozzle
exhaust
reducing agent
exhaust system
tip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2002079756A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2003278530A (ja
Inventor
重樹 大道
尚久 大山
守男 成田
義久 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2002079756A priority Critical patent/JP4218251B2/ja
Priority to DE10312212A priority patent/DE10312212B4/de
Publication of JP2003278530A publication Critical patent/JP2003278530A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4218251B2 publication Critical patent/JP4218251B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/90Injecting reactants
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9445Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
    • B01D53/9454Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific device
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0842Nitrogen oxides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/03Adding substances to exhaust gases the substance being hydrocarbons, e.g. engine fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1453Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1493Purging the reducing agent out of the conduits or nozzle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、NOx浄化用触媒装置に対して還元剤を噴射供給する噴射ノズルを備えた還元剤供給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、内燃機関から排出される排気中の窒素酸化物(NOx)を低減するための技術が種々提案されている。例えば、特開2001−65333号公報には、排気中のNOxを還元して浄化するためのNOx浄化用触媒装置を排気系に備え、同触媒装置に対して燃料等の還元剤を別途供給するようにした排気浄化装置が提案されている。このように還元剤を触媒装置に供給することにより、例えば、ディーゼルエンジンや希薄空燃比下での燃焼を行うガソリンエンジン等、排気に残存する炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)などが比較的少ない内燃機関にあっても、その触媒装置のNOx浄化機能を確保することができるようになる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、こうした還元剤の供給は、例えば上記公報にも記載されるように、排気系に取り付けられた還元剤用噴射ノズルの噴口から燃料等の還元剤を排気系内に向けて噴射することにより行われている。このように還元剤の供給に際して噴射ノズルを用いることにより、その噴口から還元剤が微粒化されて噴射されるようになり、またその還元剤の調量操作についても比較的容易なものとなるため、触媒装置での還元作用が一層好適に行われるようになる。
【0004】
しかしながら、こうした噴射ノズルは、排気ポート等、排気系にその噴口が露出するように取り付けられており、機関運転中は同噴口が常に排気と接触した状態に置かれている。従って、以下のような問題も無視できないものとなっている。
【0005】
即ち、噴射ノズルの噴口に排気が接触すると、同排気に含まれるすすが噴口の周囲に付着し、これが排気熱等により変質して固化するようになる。そして、この固化したすすが、いわゆるデポジットとなって噴口近傍に堆積する結果、噴口の開口面積が減少してしまうようになる。このように噴口の開口面積が減少すると、十分な量の還元剤を触媒装置に供給することが困難になり、同触媒装置におけるNOx浄化機能の低下を招くおそれがある。
【0006】
この発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、NOx用触媒装置に還元剤を噴射供給する噴射ノズルを備えた還元剤供給装置にあって、その噴射ノズルの噴口付近におけるデポジットの堆積を抑制することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段及びその作用効果について以下に記載する。
請求項1に記載の発明は、NOx用触媒装置が設けられた内燃機関の排気系に、同排気系の通路中を流れる排気流の流通方向と直角をなすように取り付けられ、その先端部に形成された噴口から前記排気系の通路内に還元剤を噴射して前記NOx用触媒装置に供給する噴射ノズルを備えた還元剤供給装置であって、前記噴射ノズルの先端部の少なくとも一部を覆うように、かつ同噴射ノズルの先端部と所定の間隔だけ離間して設けられて噴射ノズルの先端部側に向かう前記排気系通路中の排気流を同先端部から離間する側に偏向させる偏向部材を備え、前記偏向部材は、前記排気系通路の下流側が開口しており、前記噴射ノズルの先端部に形成された噴口はその開口に向けて前記還元剤を噴射するようにしている。
【0008】
上記構成によれば、排気系通路中の排気流が偏向部材により噴射ノズルの先端部から離間する側に偏向される。その結果、噴射ノズルの先端部、ひいては噴口に対して排気流が衝突し難くなり、同噴口に対するすすの付着が抑制されるようになる。加えて、こうした排気流の衝突が抑制される結果、排気熱による噴口近傍の温度上昇も抑えられ、付着したすすの変質固化についても併せて抑制されるようになる。その結果、噴射ノズルの噴口付近におけるデポジットの堆積を抑制することができるようになる。
また、噴射ノズルの先端部の少なくとも一部を覆うように、かつ同噴射ノズルの先端部と所定の間隔だけ離間して偏向部材を設けるようにしているため、排気熱に対する遮熱効果が一層高まり、同先端部の温度上昇を抑えることができる。その結果、こうした排気熱によって付着したすすが変質固化し、デポジットとして堆積するのを抑制することができるようになる。
さらに、噴射ノズルは、その先端部に形成された噴口から、偏向部材における排気系通路の下流側に設けられた開口に向けて還元剤を噴射するようにしているため、排気系通路の上流側から下流側に向けて流れる排気が噴射ノズルの噴口に直接衝突することがなくなり、すすの付着、ひいてはデポジットの堆積を抑制することができるようになる。
請求項2に記載の発明は、NOx用触媒装置が設けられた内燃機関の排気系に取り付けられ、その先端部に形成された噴口から前記排気系の通路内に還元剤を噴射して前記NOx用触媒装置に供給する噴射ノズルを備えた還元剤供給装置において、前記噴射ノズルの先端部側に向かう前記排気系通路中の排気流を同先端部から離間する側に偏向させる偏向部材を備え、前記偏向部材に、前記排気系の通路内に位置して同通路の排気流方向を前記噴口から離間する方向に指向させるべく、前記排気系通路の下流側に位置する部分ほどその傾斜角度が大きくなる湾曲形状を有して傾斜する傾斜が設けられてなるようにしている。
同構成によれば、排気系通路内の排気流は偏向部材の傾斜部に沿って流れることによって噴射ノズルの噴口から離間するようになる。このため、噴口への排気の衝突を抑えてこれに起因するすすの付着、デポジットの堆積を好適に抑制することができるようになる。
しかも、上記傾斜部の傾斜角度を排気系通路の下流側に位置する部分ほど大きく設定し、これを湾曲した形状とすることにより、排気流の流れ方向を傾斜部によって強制的に変化させることによって生じる排気抵抗の増大を極力抑えることができるようになる。
また一般に、上記傾斜部に沿って流れる排気流に剥離が生じると、排気流は乱流状態に遷移して多数の渦を発生するようになる。そして、こうした渦が発生してしまうと、もはや傾斜部によって排気流の流れ方向を適正に制御することが困難になるため、噴口側への
排気の流れ込みについても避けきれなくなる。
この点、上記構成によれば、傾斜部を湾曲形状に形成しているため、排気の流れ方向についてその急激な変化が抑制され、傾斜部に沿って流れる排気流の剥離、ひいてはその剥離に伴う渦の発生が抑えられるようになる。従って、上述したような渦の発生に起因して噴射ノズルの噴口側に排気流が流れ込む現象についてもこれを効果的に抑えてデポジットの堆積を抑制することができるようになる。
【0009】
また、噴口が形成される噴射ノズルの先端部が排気系の通路内に突出した状態で同排気系に取り付けられるものである場合には、請求項に記載される発明によるように、上記偏向部材は、その噴射ノズルの突出部分よりも上流側に位置して同突出部分に向かう排気流から同突出部分を遮蔽する遮蔽部を有するものとして構成するのが望ましい。
【0010】
噴射ノズルの先端部が排気系通路内に突出している場合には、その突出部分に排気が衝突し易いため、すすの付着量が増大するとともにその温度上昇についても避けきれない傾向にあるが、上記遮蔽部を有する構成によれば、こうした噴射ノズルの突出部分であっても、すすの付着並びにその温度上昇を抑えてデポジットの堆積を好適に抑制することができるようになる。
【0018】
更に、請求項に記載の発明によるように、前記偏向部材を前記噴射ノズルが取り付けられる排気系の部材と一体に形成することにより、同偏向部材の熱をその排気系の部材に逃がすことができるようになり、同偏向部材自身の温度上昇、ひいてはその遮熱機能の更なる向上を図ることができるようになる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる還元剤供給装置をコモンレール式4気筒ディーゼルエンジン(以下、単に「エンジン」という)に適用するようにした一実施形態について図1〜図4に基づいて詳細に説明する。
【0020】
図1は、本実施形態にかかる還元剤供給装置、並びにこれが適用されるエンジン1等の構成を示す概略構成図である。
図1に示されるように、エンジン1のシリンダヘッド2には、エンジン1の各気筒#1〜#4に対応して複数の燃料用インジェクタ3a〜3dが取り付けられている。シリンダヘッド2には、吸気バルブ(図示略)の開弁時に気筒#1〜#4と連通する吸気ポート(図示略)がそれら各気筒#1〜#4に対応して各別に形成されている。これら吸気ポートにはインテークマニホルド5が接続され、更にこのインテークマニホルド5は吸気管7を介して過給機9に接続されている。吸気管7の途中には、吸入空気の温度を低下させるためのインタークーラ10が設けられている。
【0021】
また、燃料用インジェクタ3a〜3dは、高圧燃料を蓄圧するコモンレール14にそれぞれ接続されている。このコモンレール14はサプライポンプ15に接続されており、燃料タンク(図示略)の燃料はこのサプライポンプ15からコモンレール14に圧送される。燃料用インジェクタ3a〜3dが開弁すると、このコモンレール14内の高圧燃料が同燃料用インジェクタ3a〜3dの噴口(図示略)から対応する各気筒#1〜#4内に噴射される。
【0022】
一方、図3に示されるように、シリンダヘッド2には、排気バルブ(図示略))の開弁時に気筒#1〜#4と連通する排気ポート8が形成されている。この排気ポート8はエキゾーストマニホルド20を介して過給機9に接続されている。
【0023】
また、排気系において過給機9の下流側にはNOx用触媒装置13(以下、単に「触媒装置」という)が設けられている。この触媒装置13は、排気の空燃比がリーンの時は排気中のNOxを吸蔵し、空燃比がリッチになり、或いは還元剤が供給されると、その吸蔵したNOxを還元して同NOxを分解する機能を有した、いわゆるNOx吸蔵還元型の触媒装置である。
【0024】
ディーゼルエンジンでは、酸素過剰の雰囲気下で機関燃焼が行われているため、排気中に含まれるHCやCOは比較的少なく、従って空燃比がリッチになる機会が極めて少ない。このため、ディーゼルエンジンに搭載されるNOx吸蔵還元型触媒装置にあっては、NOxを還元する上で十分な量の還元剤を排気から得ることが難しい。このため、本実施形態では、燃料用インジェクタ3a〜3dとは別に、この触媒装置13に還元剤を供給するための噴射ノズル16を別途備えるようにしている。この噴射ノズル16はサプライポンプ15に接続されており、内蔵された電磁ソレノイド(図示略)によって開閉駆動されるようになっている。
【0025】
図3に示されるように、この噴射ノズル16は、その噴口17が形成された先端部がカバー30とともに第4気筒#4に対応する排気ポート8内に突出する状態でシリンダヘッド2に取り付けられている。この噴射ノズル16の先端部に取り付けられる上記カバー30は、その噴口17近傍におけるすすの付着抑制機能、並びに同噴口17近傍の温度上昇を抑えるための遮熱機能を併せ有している。尚、このカバー30の排気ポート8内への突出量は「20mm」以下、より好ましくは「5mm」以下であることが、排気熱による過度の温度上昇を抑制する上では望ましい。また、噴射ノズル16の取付位置についても、その噴口17の最高温度が250℃以下、好ましくは120℃以下に抑えられる位置を選択するのが、同噴口17に付着したすすの変質固化を抑制するうえで望ましい。これら最適な突出量並びに取付位置に関しては発明者らの実験を通じて確認されている。
【0026】
図2はこのカバー30の斜視構造を示し、図4(a)〜(c)は、同カバー30の側面図、正面図、底面図をそれぞれ示している。これら各図に示されるように、このカバー30は、略有底円筒状をなし、その内部に噴射ノズル16の先端部が挿入される挿入部31と、その挿入部31の上端部周縁から外方に伸びるフランジ32とを備えている。このカバー30は例えばステンレス等、耐熱性に優れた金属材料によって形成されている。
【0027】
挿入部31の下端部には矩形状の開口33が形成されている。尚、この開口33は、その開口面に垂直な方向と排気流方向とのなす角度が0°〜90°の範囲、好ましくは0°〜30°以下に設定するのが望ましい。
【0028】
また、図2〜図4に示されるように、この開口33の両側部周縁並びに底部周縁からは、排気の流れ方向を偏向するための偏向片41,42,43が挿入部31の外方に向けて延出している。図4(b)に示されるように、開口33の両側部周縁から延びる各偏向片41,42の下端部は、同開口33の底部周縁から延びる偏向片43の両端部に繋がっており、これら各偏向片41〜43は開口33の両側部及び底部を囲むように全体が略U字形状をなしている。
【0029】
これら偏向片41〜43は、図3、図4(a),(c)に示されるように、排気流方向に対して所定の角度をもって傾斜しており、排気ポート8の下流側に位置する部分ほどその傾斜角度が大きくなる湾曲形状を有している。尚、開口33の底部から延びる偏向片43については、その長さLa(図4(a)参照)を「5mm」以内、或いは開口33の縦方向の長さB(mm)(図4(a)参照)に関して、「5Bmm」以下、好ましくは「Bmm」以下に抑えることが排気抵抗の増大を抑制するうえで有効である。
【0030】
ここで、この開口33の開口面積は、排気のカバー30内への進入を抑制するという点では、可能な限り小さく設定するのが望ましい。但し、あまりにこの開口面積を小さく設定するようにすると、噴射ノズル16の噴口17から噴射された燃料噴霧が開口33の周縁やその周囲から延びる各偏向片41〜43に接触するおそれがある。
【0031】
このため、本実施形態では、燃料噴霧がこれら開口33の周縁等に接触しないことを条件とし、この条件のもと可能な限りその開口面積を小さく設定するようにしている。具体的にはこの開口33の開口面積を燃料噴霧の断面積(燃料噴霧の進行方向に対して垂直な平面)よりも約20%程度大きな値に設定している。
【0032】
図3に示されるように、このカバー30は、噴射ノズル16の先端部に螺着されるリテーナ18と噴射ノズル16との間にそのフランジ32が挟持されて固定されることにより、同噴射ノズル16に取り付けられている。そして、噴射ノズル16はその先端側からシリンダヘッド2に形成された凹部4に挿入され、図示しないクランプの締め付けによって同シリンダヘッド2に取り付けられている。この凹部4の底部とリテーナ18との間には、排気シール用の皿ばね19が介装されている。
【0033】
こうした取り付け状態において、噴射ノズル16はその噴口17が排気ポート8の下流側に位置している。従って、噴射ノズル16の噴口17から同排気ポート8の下流側に向けて還元剤となる燃料が噴射される。このように噴射された燃料は、第4気筒#4から排出される排気とともに同排気ポート8をその下流側に流れ、触媒装置13に還元剤として供給される。こうした還元剤の供給が所定のタイミングをもって行われることにより、同触媒装置13のNOx浄化機能が長期間にわたって維持されるようになる。
【0034】
また、本実施形態では、こうしたカバー30を設けることにより、図3に示されるように、噴射ノズル16において排気ポート8に突出した部分に対して直接衝突することはなく、一旦カバー30の上流側部分が遮蔽部となって遮蔽されつつ、その流れ方向が偏向されるようになる(図3矢印A参照)。
【0035】
更に、このカバー30の開口周縁部から延びる偏向片41〜43はいずれも排気の流れ方向に対して所定の角度をもって傾斜しており、これら偏向片41〜43によって排気の流れ方向が偏向され、同流れ方向はその噴射ノズル16の先端部分、詳しくはその噴口17から離間する方向に指向される。例えば開口33の底部から延びる偏向片43によって排気の流れ方向は、図3の矢印Bに示されるように、噴口17から離間する方向に向けられるようになる。また開口33の両側部から延びる偏向片41,42によって排気の流れ方向についても同様に、図4(c)の矢印Cに示されるように、噴口17から離間する方向に向けられるようになる。尚、開口33の底部から延びる偏向片43の延伸方向と、燃料噴霧の噴射方向とのなす角度θ(図4(a)参照)は、0°〜90°、好ましくは0°〜60°の範囲に設定するのが、排気抵抗の増大を抑えつつ、噴口17への排気の衝突を抑えるうえでは有効である。
【0036】
このように、排気ポート8の排気流はこのその流れ方向に対して傾斜した各偏向片41〜43に沿って流れることによって噴射ノズル16の噴口17から離間するようになる。このため、噴口17への排気の衝突が抑えられるようになる。
【0037】
また、これら偏向片41〜43は、排気ポート8の下流側に位置する部分ほどその傾斜角度が大きくなる湾曲形状を有している。従って、排気流の流れ方向を傾斜部によって強制的に変化させることによって生じる排気抵抗の増大を極力抑えることができるようになる。
【0038】
更に、各偏向片41〜43は湾曲形状を有することにより、排気の流れ方向についてその急激な変化が抑制され、各偏向片41〜43に沿って流れる排気流の剥離、ひいてはその剥離に伴う渦の発生についても抑えられるようになる。従って、こうした剥離後に生じる渦の発生に起因して噴射ノズル16の噴口17側に排気流が流れ込む現象についてもこれを効果的に抑えることができる。
【0039】
また、カバー30は、噴射ノズル16の先端部において排気ポート8に突出する部分を略全体にわたって覆うように設けられている。従って、排気熱に対する遮熱効果が大きく、噴射ノズル16の先端部においてその温度上昇を抑えることができるようになる。
【0040】
更に、噴射ノズル16はその噴口17を排気ポート8の下流側に位置させ、同下流側に向けて還元剤を噴射させるようにしている。このため、排気ポート8の上流側から下流側に向けて流れる排気が噴射ノズル16の噴口17に直接衝突することがない。従って、この点においても、すすの付着、ひいてはデポジットの堆積を抑制することができるようになる。
【0041】
以上説明した本実施形態によって得られる作用効果を以下に列記する。
・噴射ノズル16の先端部側に向かう排気ポート8中の排気流を同先端部から離間する側に偏向させるカバー30(偏向部材)を備えるようにした。このため、噴射ノズル16の先端部、特に噴口17に対する排気流の衝突を抑制し、これに起因して噴射ノズル16の噴口17付近にデポジットが堆積するのを抑制することができるようになる。
【0042】
・また、排気ポート8内に突出する噴射ノズル16の先端部をカバー30によって覆うようにし、このカバー30によって上記突出部分に向かう排気流から同突出部分を遮蔽するとともに、遮熱するようにした。その結果、この突出部分においても、すすの付着並びにその温度上昇を抑えてデポジットの堆積を好適に抑制することができるようになる。
【0043】
・カバー30の周縁部からそれぞれ偏向片41〜43を延設し、これに沿って排気流を流すことにより同排気流の流れ方向を偏向させ、噴射ノズル16の噴口17から離間させるようにした。従って、この点においても、噴口17への排気の衝突を抑えてこれに起因するすすの付着、デポジットの堆積を好適に抑制することができるようになる。
【0044】
・更に、これら偏向片41〜43を、排気ポート8の下流側に位置する部分ほどその傾斜角度が大きくなる湾曲形状を有するものとした。その結果、これら偏向片41〜43に沿って流れる排気の剥離、ひいてはそれに起因する渦の発生を抑制し、排気抵抗の増大や渦の発生に起因する噴口17側への排気の流れ込みを好適に抑制することができるようになる。
【0045】
・噴射ノズル16の噴口17を排気ポート8の下流側に位置させ、同下流側に向けて還元剤を噴射するようにした。その結果、排気ポート8の上流側から下流側に向けて流れる排気が噴射ノズル16の噴口17に直接衝突するのを回避して、すすの付着、ひいてはデポジットの堆積を抑制することができる。
【0046】
以上説明した実施形態は以下のように構成を変更して実施することもできる。・上記実施形態では、噴射ノズル16の先端部を排気ポート8の内部に突き出すようにして同噴射ノズル16をシリンダヘッド2に取り付けるようにした。これに対して、例えば図5に示されるように、噴射ノズル16の先端部を排気ポート8内に突出させず、シリンダヘッド2の内部に位置する噴口17から排気ポート8内に燃料を噴射する構成としてもよい。
【0047】
・また、上記実施形態では、排気の流れ方向を変更するカバー30(偏向部材)をシリンダヘッド2とは別部材として設けるようにした。これに対して、例えば図6に示されるように、開口33の底部から延びる偏向片43と同等の機能を有する部材(偏向片47)をシリンダヘッド2と一体に形成するようにしてもよい。
【0048】
このように偏向片47を噴射ノズル16が取り付けられるシリンダヘッド2と一体に形成することにより、偏向片47の熱をそのシリンダヘッド2に逃がすことができるようになり、同偏向片47自身の温度上昇、ひいてはその遮熱機能の更なる向上を図ることができるようになる。
【0049】
因みに、偏向片47はその長さLbは「5mm」以下、シリンダヘッド2の噴射用開口2aの排気流方向における長さLcとの関係においては「1/10Lmm」以上「1/2Lmm」以下に設定するのが、噴口17への排気回り込み抑制機能並びに遮熱機能を確保しつつ、排気抵抗の増大を抑えるうえで有効である。
【0050】
・上記実施形態では、噴射ノズル16の先端部を覆うカバー30として、排気の流れ方向を偏向するための偏向片を3つ有するものを例示したが、このカバーは、例えば開口33の底部から延びる偏向片43のみを有する等、これら偏向片を少なくとも一つ有するものであればよい。
【0051】
・上記実施形態では、噴射ノズル16を排気ポートに取り付けるようにしたが、例えばこれをエキゾーストマニホルド20に取り付けるようにすることもできる。
【0052】
・上記実施形態では、還元剤としてエンジン1の運転に供される燃料を噴射ノズル16から噴射するようにしたが、この還元剤としては例えば、尿素、アンモニア化合物、シアヌル酸、ジメチルエーテル、メチルエーテル等々、他の還元作用を有するものを用いてもよい。
【0053】
・上記実施形態では、本発明をディーゼルエンジンの還元剤供給装置に具体化するようにしたが、例えば、希薄燃焼を行うガソリンエンジン等、他の内燃機関の還元剤供給装置に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】エンジンの排気系並びにその周辺構成を示す概略構成図。
【図2】噴射ノズルのカバーを斜視構造を示す斜視図。
【図3】噴射ノズルの取付状態を示す断面図。
【図4】上記カバーの平面図、正面図、並びに底面図。
【図5】還元剤供給装置の他の構成例を示す断面図。
【図6】還元剤供給装置の他の構成例を示す断面図。
【符号の説明】
1…エンジン、2…シリンダヘッド、3a〜3d…燃料用インジェクタ、4…凹部、5…インテークマニホルド、7…吸気管、8…排気ポート、10…インタークーラ、13…触媒装置、14…コモンレール、15…サプライポンプ、16…噴射ノズル、17…噴口、18…リテーナ、19…皿ばね、20…エキゾーストマニホルド、41〜43…偏向片、30…カバー、31…挿入部、32…フランジ、33…開口、41〜43…偏向片、#1〜#4…気筒。

Claims (4)

  1. NOx用触媒装置が設けられた内燃機関の排気系に、同排気系の通路中を流れる排気流の流通方向と直角をなすように取り付けられ、その先端部に形成された噴口から前記排気系の通路内に還元剤を噴射して前記NOx用触媒装置に供給する噴射ノズルを備えた還元剤供給装置であって、
    前記噴射ノズルの先端部の少なくとも一部を覆うように、かつ同噴射ノズルの先端部と所定の間隔だけ離間して設けられて噴射ノズルの先端部側に向かう前記排気系通路中の排気流を同先端部から離間する側に偏向させる偏向部材を備え、前記偏向部材は、前記排気系通路の下流側が開口しており、前記噴射ノズルの先端部に形成された噴口はその開口に向けて前記還元剤を噴射することを特徴とする還元剤供給装置。
  2. NOx用触媒装置が設けられた内燃機関の排気系に取り付けられ、その先端部に形成された噴口から前記排気系の通路内に還元剤を噴射して前記NOx用触媒装置に供給する噴射ノズルを備えた還元剤供給装置において、
    前記噴射ノズルの先端部側に向かう前記排気系通路中の排気流を同先端部から離間する側に偏向させる偏向部材を備え、前記偏向部材に、前記排気系の通路内に位置して同通路の排気流方向を前記噴口から離間する方向に指向させるべく、前記排気系通路の下流側に位置する部分ほどその傾斜角度が大きくなる湾曲形状を有して傾斜する傾斜が設けられてなることを特徴とする還元剤供給装置。
  3. 前記噴射ノズルは前記噴口が形成されたその先端部が前記排気系の通路内に突出した状態で前記排気系に取り付けられるものであり、
    前記偏向部材はその噴射ノズルの突出部分よりも上流側に位置して同突出部分にかう排気の流れから同突出部分を遮蔽する遮蔽部を有する
    請求項1又は2に記載の還元剤供給装置。
  4. 前記偏向部材は前記噴射ノズルが取り付けられる排気系材と一体に形成され
    請求項1乃至のいずれか一項に記載の還元剤供給装置。
JP2002079756A 2002-03-20 2002-03-20 還元剤供給装置 Expired - Lifetime JP4218251B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002079756A JP4218251B2 (ja) 2002-03-20 2002-03-20 還元剤供給装置
DE10312212A DE10312212B4 (de) 2002-03-20 2003-03-19 Reduktionsmitteleinspeisung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002079756A JP4218251B2 (ja) 2002-03-20 2002-03-20 還元剤供給装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003278530A JP2003278530A (ja) 2003-10-02
JP4218251B2 true JP4218251B2 (ja) 2009-02-04

Family

ID=29229071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002079756A Expired - Lifetime JP4218251B2 (ja) 2002-03-20 2002-03-20 還元剤供給装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4218251B2 (ja)
DE (1) DE10312212B4 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102465739A (zh) * 2010-11-11 2012-05-23 罗伯特·博世有限公司 喷射器

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100584180B1 (ko) * 2003-11-06 2006-05-29 주식회사 씨에이테크 연료분사용 노즐 개폐장치
JP4485400B2 (ja) * 2005-04-08 2010-06-23 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP2006329010A (ja) * 2005-05-24 2006-12-07 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
DK200500821A (en) 2005-06-04 2006-12-05 Topsoe Haldor As Method and apparatus for injecting a solution into a gas stream
JP2007000784A (ja) * 2005-06-24 2007-01-11 Samson Co Ltd 尿素水噴射ノズルに保護管を設けた脱硝装置
FR2897646A3 (fr) * 2006-02-20 2007-08-24 Renault Sas Composant de ligne d'echappement
JP4687608B2 (ja) * 2006-08-23 2011-05-25 株式会社豊田自動織機 排気ガス浄化装置
DE202008001547U1 (de) 2007-07-24 2008-04-10 Emcon Technologies Germany (Augsburg) Gmbh Baugruppe zur Einbringung eines Reduktionsmittels in die Abgasleitung einer Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine
JP4867923B2 (ja) * 2008-01-28 2012-02-01 株式会社デンソー 噴射弁の搭載構造
JP5141900B2 (ja) * 2008-07-30 2013-02-13 三菱自動車工業株式会社 排気浄化装置
JP5019069B2 (ja) * 2008-07-30 2012-09-05 三菱自動車工業株式会社 排気浄化装置
US8495986B2 (en) * 2011-02-18 2013-07-30 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Retrofit injector mount
DE102011015089A1 (de) * 2011-03-25 2012-09-27 Dif Die Ideenfabrik Gmbh Abgasbehandlungsvorrichtung mit Fluidzugabe
DE102014104224A1 (de) * 2014-03-26 2015-10-01 Friedrich Boysen Gmbh & Co. Kg Abgasanlage
WO2015187128A1 (en) 2014-06-03 2015-12-10 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Mixer and doser cone assembly
US9828897B2 (en) 2015-04-30 2017-11-28 Faurecia Emissions Control Technologies Usa, Llc Mixer for a vehicle exhaust system
US9719397B2 (en) 2015-04-30 2017-08-01 Faurecia Emissions Control Technologies Usa, Llc Mixer with integrated doser cone
WO2016176078A1 (en) 2015-04-30 2016-11-03 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Mixer with integrated doser cone
US9726064B2 (en) 2015-04-30 2017-08-08 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Mixer for use in a vehicle exhaust system
WO2018075061A1 (en) 2016-10-21 2018-04-26 Faurecia Emissions Control Technologies Usa, Llc Reducing agent mixer
GB2602770B (en) 2017-06-06 2022-12-28 Cummins Emission Solutions Inc Systems and methods for mixing exhaust gases and reductant in an aftertreatment system
US10677138B2 (en) * 2018-03-23 2020-06-09 Vitesco Technologies USA, LLC Heat shield and gasket for reductant delivery unit
US10787946B2 (en) 2018-09-19 2020-09-29 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Heated dosing mixer
US11828214B2 (en) 2020-05-08 2023-11-28 Cummins Emission Solutions Inc. Configurable aftertreatment systems including a housing
CN112221346A (zh) * 2020-10-30 2021-01-15 中国大唐集团科学技术研究院有限公司华东电力试验研究院 一种scr脱硝系统的喷氨格栅
US12123337B2 (en) 2021-03-18 2024-10-22 Cummins Emission Solutions Inc. Aftertreatment systems
USD1042545S1 (en) 2022-04-21 2024-09-17 Cummins Emission Solutions Inc. Aftertreatment system
USD1042544S1 (en) 2022-04-21 2024-09-17 Cummins Emission Solutions Inc. Aftertreatment system

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0621555B2 (ja) * 1989-02-27 1994-03-23 神鋼電機株式会社 脱硝装置におけるアンモニア混合装置
JP3552649B2 (ja) * 1999-06-23 2004-08-11 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102465739A (zh) * 2010-11-11 2012-05-23 罗伯特·博世有限公司 喷射器
CN102465739B (zh) * 2010-11-11 2015-09-16 罗伯特·博世有限公司 喷射器

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003278530A (ja) 2003-10-02
DE10312212A1 (de) 2003-11-13
DE10312212B4 (de) 2006-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4218251B2 (ja) 還元剤供給装置
KR101086616B1 (ko) 배기 제어계
US5150691A (en) Engine fuel injector
US8333064B2 (en) Exhaust gas purification apparatus for internal combustion engine
US7703277B2 (en) Exhaust gas purifying apparatus for internal combustion engine
US9435297B2 (en) EGR device for internal combustion engine
KR20090069237A (ko) 내연 기관의 배기 가스 정화 장치
US20160084133A1 (en) In-Line Flow Diverter
JP2003083055A (ja) 排気浄化装置
WO2015130640A1 (en) In-line flow diverter
US10077702B2 (en) In-line flow diverter
GB2558222A (en) Flow hood assembly
CN112513435A (zh) 试剂喷射器
US5419297A (en) Extended tip gasoline port fuel injector
JP4136411B2 (ja) 多気筒内燃機関の排気系
JP5550962B2 (ja) 内燃機関
JPH10103196A (ja) 多吸気弁式エンジン
JPH0648093Y2 (ja) エンジンのブローバイガス還流装置
JPH0629496Y2 (ja) プレッシャレギュレ−タの取付構造
JPH10331746A (ja) 燃料噴射ノズル
JP2759334B2 (ja) 燃料噴射式エンジンの吸気ポート構造
JPS5810154A (ja) 燃料噴射式火花点火内燃機関のサ−ジタンク装置
JPS6155356A (ja) 内燃機関の吸気装置
JP2011106430A (ja) 添加弁の設置構造
JPH0439414Y2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050111

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080306

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20080424

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20080424

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080610

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080806

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20081021

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20081103

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111121

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4218251

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111121

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121121

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131121

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term